Луна и Земля настолько связаны друг с другом, что не вызывает сомнения тот факт, что если наша планета не имела бы естественного спутника, история её развития была б абсолютно другой, а жизни на ней попросту не существовало.
Начнём с того, что Луна, или как её ещё называют, Селена, оказывает непосредственное влияние на земную ось, давая возможность Земле сохранять наклон в 23 градуса, благодаря которому на нашей планете образовались подходящие условия для жизни. Это даёт нам возможность видеть день и ночь приблизительно одинаковый период времени на протяжении суток (например, угол наклона Урана составляет почти 98 градусов, а потому полюса его в течение 42 лет находятся в темноте и столько же их беспрестанно освещают солнечные лучи).
Кроме того, Луна на небе ежедневно замедляет вращение нашей планеты на крошечную микросекунду – если бы она не делала этого, Земля до того быстро начала бы вращаться, что в скором времени день был бы равен шести часам, может, и того меньше. Это однозначно повлияло бы на развитие растений и животных, а также привело к увеличению скорости воздушных потоков, в результате чего штормы, смерчи и ураганы стали бы обычным явлением.
Одним из самых известных воздействий Селены на нашу планету является её влияние на приливы и отливы: если бы Земля не имела естественного спутника, приливы были бы в несколько раз сильнее. Именно от спутника Земли зависит глубина мирового океана: она притягивает к себе воду, находящуюся в районе экватора, потому глубина океана в центре Земли намного глубже, чем возле её полюсов.
Луна — это естественный спутник Земли, диаметр которого составляет почти 3,5 тыс. км, а длина по экватору – около 11 тыс. км (по площади она меньше нашей планеты в три с половиной раза). Находится Селена от Земли на расстоянии в 385 тыс. км, а потому после Солнца считается вторым по яркости объектом на небосводе. По подсчётам учёных, возраст спутника составляет не менее четырёх миллиардов лет.
Существует множество версий, как именно у нашей планеты появился спутник. Одна из них гласит о том, что Земля и Луна были сформированы одновременно. Другая выдвигает предположение о том, что Селена образовалась на большом расстоянии от нашей планеты, и пролетая неподалёку, оказалась в зоне действия гравитации Земли и не смогла «вырваться».
Недавно на основе данных, полученных при анализе образцов лунного грунта, учёные выдвинули новую теорию, которая на данный момент принята в качестве основной. Речь идёт о гигантском столкновении, когда более 4 млрд. лет назад протопланета Земля (крупный планетарный зародыш) натолкнулась на протопланету Тейю, причём столкновение произошло не по центру, а по касательной.
Больше пострадала Тейя, которая выбросила на земную орбиту основную часть своих составляющих элементов, тогда как Земля выделила лишь небольшую долю земной мантии. Объединившись, эти вещества сформировали зародыш Луны. Стоит заметить, что наша планета после столкновения с Тейей на пять часов увеличила скорость своего вращения, изменив угол оси.
Из чего состоит спутник Земли
Поверхность Луны полностью покрывает реголит, состоящий из пыли и мельчайших метеоритных осколков, которые нередко падают на незащищённую атмосферой поверхность Луны (толщина такого слоя может колебаться от нескольких сантиметров до десятков километров). Сам спутник Земли состоит из:
- Коры – она очень неоднородна и колеблется от нуля метров под морем Москвы (от лунной поверхности её отделяет слой базальта толщиной в 600 м) до 105 км (под кратером Королёва, расположенном на тёмном полушарии Луны). Хотя кратер Королёва находится с тёмной стороны Луны, более толстый слой расположен всё же на видимом нам полушарии;
- Трёх слоёв мантии;
- Ядра.
Невидимая сторона Селены
Поскольку период, с которым спутник вращается вокруг Земли почти совпадает со временем его оборота вокруг своей оси, с земной поверхности можно увидеть лишь одно полушарие спутника, тогда как обратная сторона Луны почти никогда не просматривается. Исключения составляют разве что края, находящиеся с восточной и западной тёмной стороны Селены. Раз в месяц можно увидеть северные, а один раз в пятнадцать дней – её южные края (это даёт возможность наблюдать с Земли почти шестьдесят процентов спутника).
До появления космических аппаратов обратная сторона Луны была абсолютно неизученной, а потому с появлением соответствующей техники учёные узнали о Селене немало нового и интересного. Например, с её тёмной стороны были обнаружены несколько новых геологических образований, свидетельствующих о том, что сейсмические движения внутри спутника продолжались не менее 950 млн. лет после того, как согласно принятой на тот момент версии, наступила «геологическая смерть» спутника Земли.
Согласно полученным данным, сейсмическая активность на спутнике существует и по сей день, а колебания грунта нередко длятся около часа. За пять лет наблюдений было зафиксировано около тридцати таких лунотрясений продолжительностью в десять минут и достигающие 5,5 балов по шкале Рихтера (на земле подобные колебания длятся не более двух минут).
Было обнаружено, что поверхность тёмного полушария отличается от видимого с Земли – здесь насчитывается огромное число кратеров, большая часть которых возникла в результате падения метеоритов, и преобладает горный рельеф. А вот лунных морей здесь немного – всего лишь два: море Мечты и море Москвы.
Рельеф Селены
Поверхность Луны состоит из горных хребтов и лунных морей – огромных размеров низменностей округлой формы, которые в своё время затопила вышедшая на поверхность лава, а потому все они покрыты толстым слоем базальта (из-за этого для них характерен более тёмный цвет, чем у других частей рельефа). Самым крупным лунным морем считается океан Бурь, протяжённостью около 2 тыс. км.
Несмотря на то, что в основном все лунные моря находятся на видимой стороне Селены, именно с её обратной стороны расположена наибольшая ударная впадина, бассейн «Южный полюс – Эйткен» (с нашей планеты можно разве что увидеть его тёмный край). Его размеры составляют 2400 на 2050 км, а глубина – около 8 км, занимая почти четверть полушария спутника. Этот бассейн интересен тем, что именно в нём находится низшая точка Селены, а расстояние от самой низкой до самой высокой точки составляет около 16 км.
Ещё одним интересным геологическим образованием является обнаруженный возле одного из вулканических плато, Холмов Мариуса, огромных размеров туннель: его диаметр составляет 65 м, а глубина – около 80 м. Он является явным свидетельством вулканической активности Селены, поскольку образовался за счёт затвердевания потоков расплавленной породы.
Как выглядит спутник с Земли
Земля и Солнце постоянно меняют своё месторасположение по отношению друг к другу, граница между освещённой и неосвещённой частями лунного полушария постоянно смещается, поэтому Селена ежедневно изменяет свои очертания, формируя разные фазы Луны. Одно остаётся неизменным: освещённая часть спутника всегда указывает в ту сторону, где находится Солнце. Интересно, что синодический месяц на спутнике (время, которое проходит между двумя одинаковыми фазами Луны) на несколько дней меньше земного, непостоянен и в среднем длится около 29,5 дней.
Несмотря на то, что Луна на небе создаёт впечатление, будто она светится сама, в действительности поверхность Луны лишь отражает солнечные лучи, поэтому с Земли можно увидеть лишь освещённый Солнцем участок. Считается, что Луна на небе проходит через определенные фазы, коротко характеризующиеся как «Растущая Луна» – «Полная Луна» – «Убывающая Луна»:
Новолуние
Во время новолуния тёмной Луны почти никогда не видно. Исключение составляют лишь несколько минут, когда она появляется на фоне Солнца во время солнечного затмения, или когда за два дня до или после новолуния при очень хорошей погоде на ясном небе показывается слегка обозначенный сероватый диск земного спутника.
Во время этой фазы Луны, спутника не видно потому, что он находится между Землёй и Солнцем почти на одной линии.
Если же они размещаются точно на одной прямой, можно наблюдать солнечное затмение, поскольку спутник Земли начинает отбрасывать свою тень диаметром в 200 км. Луна на небе расположена максимально близко к Солнцу, а к поверхности нашей планеты развёрнута обратная сторона Луны.
Молодая Луна
Новая луна видна на небе лишь несколько минут в виде узкого серпа и появляется сразу после того, как заходит Солнце на третьи сутки после новолуния. После этой фазы, новая Луна начинает стремительно расти и с каждой последующей ночью все желающие имеют возможность начать наблюдать за таким явлением, как растущая Луна. Интересно, что в прадавние времена начало лунного или солнечного месяца всегда начиналось от того момента, когда на небе появлялась новая Луна.
Первая четверть
На седьмую ночь после новолуния, растущая Луна появляется в форме полукруга на западе сразу после того, как Солнце уходит за горизонт (обычно её можно увидеть в первой половине ночи). Растущая Луна на этой стадии расположена на востоке и находится по отношению к Солнцу под углом в 90°. Солнечные лучи освещают западную половину Луны и показывают людям, которые находятся в Северном полушарии, правую часть Луны, в Южном – левую.
На этой стадии фазы Луны, растущая Луна является уже довольно яркой и света, который она излучает, вполне достаточно для того, чтобы находящиеся на земле предметы начали отбрасывать тень. Интересно, что когда растущая Луна находится на этом этапе, можно наблюдать наименьший уровень подъёма при приливе и его наименьшее падение при отливе.
Полнолуние
На четырнадцатую ночь растущая Луна достигает своего пика, поскольку Солнце начинает полностью её освещать – наступает полнолуние. Полная Луна находится на небе всю ночь. Она появляется ещё до того, как Солнце полностью зайдёт, а уходит с небосвода после его восхода.
На этой фазе полная Луна находится напротив Солнца, а Земля располагается посередине (полная Луна всегда чрезвычайно яркая из-за того, что Солнце светит на видимое полушарие, и тени на лунной поверхности полностью пропадают). Если полная Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии, можно наблюдать за лунным затмением.
Последняя четверть
Буквально через сутки полная Луна начинает утончаться. Поскольку это происходит практически незаметно для человеческого глаза, создаётся впечатление, будто полная Луна видна на небосводе в течение нескольких ночей. Уже через семь дней после полнолуния, убывающая Луна снова показывает землянам свою половину. Видна убывающая Луна лишь во второй половине ночи.
Старая Луна
Показав людям напоследок свою половину, ночное светило становится меньше, превращается в тоненький серп, а затем тёмная Луна вовсе исчезает – а через некоторое время на небосводе вновь появляется растущая Луна.
Памятка наблюдателю
Чтобы наблюдатель не спутал, какие именно фазы Луны являются растущими, а какие – убывающими, достаточно запомнить основное правило: если спутник Земли напоминает латинскую букву «D» и при этом его видно в начале ночи, на небосводе находится растущая Луна. Если серп похож на литеру «С» и показывается перед рассветом – перед созерцателем убывающая Луна.
Луна - естественный спутник Земли. Самый близкий к солнцу спутник планеты, так как у ближайших к солнцу планет, Меркурия и Венеры, спутников нет. Второй по яркости объект на земном небосводе после солнца и пятый по величине естественный спутник планеты солнечной системы. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны - 384 467 км (0,002 57 а. е., ~ 30 диаметров Земли).
Луна волновала умы древнейших мыслителей еще задолго до появления современной астрономии. О ней складывались легенды, ее прославляли сказители. В те же времена были подмечены многие особенности поведения ночного светила. Уже тогда люди начали понимать, в чем выражается влияние Луны на Землю. Во многом для древних ученых оно проявлялось в управлении некоторыми аспектами поведения людей и животных, воздействии на магические ритуалы. Однако Луна и ее влияние рассматривались не только с точки зрения астрологии. Так, уже в период Античности была замечена взаимосвязь лунного цикла и приливов. Сегодня науке известно о воздействии ночного светила на нашу планету практически все.
Пожалуй, всем известно, что ночное светило всегда смотрит на Землю только одной своей стороной. Обратная сторона Луны долгое время была недоступна для изучения. Переломило ситуацию стремительное развитие космонавтики в прошлом веке. Теперь есть достаточно подробные карты всей лунной поверхности.
Приливы и отливы
Приливы и отливы в некоторых местах настолько сильны, что вода отступает от берега на сотни метров, обнажая дно, где народы, живущие на побережье, собирали дары моря. Но с неумолимой точностью отступившая от берега вода снова накатывает.
Если не знать, с какой периодичностью происходят приливы и отливы, можно оказаться вдали от берега и даже погибнуть под наступающей водной массой. Прибрежные народы превосходно знали расписание прихода и ухода вод. Происходит это явление два раза в сутки. Причем приливы и отливы существуют не только в морях и океанах. Все водные источники испытывают влияние Луны. Но вдали от морей это почти незаметно: то вода немного поднимается, то немного опускается.
Жидкость - это единственная природная стихия, которая движется за Луной, совершая колебания. Камень или дом не могут притянуться к Луне, потому что имеют твердую структуру. Податливая и пластичная вода наглядно демонстрирует воздействие лунной массы.
Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней.
Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» - высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны.
«Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.
Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране - на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей. Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках. Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое - слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли. Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше - тем, естественно, слабее.
На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние. Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три небесных тела - Луна, Земля и Солнце - выстраиваются на одной прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения - и Луны, и Солнца. Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается.
Это удивительное свойство Луны используется людьми для получения бесплатной энергии. На берегах морей и океанов теперь строят приливные гидроэлектростанции, которые вырабатывают электричество благодаря «работе» Луны. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Они действуют согласно природным ритмам и не загрязняют окружающую среду.
Продолжительность дня
Приливная волна порождает не только специфическое движение океанских вод. Влияние Луны на земные процессы на этом не заканчивается. Образующаяся приливная волна постоянно встречается с материками. В результате вращения планеты и ее взаимодействия со спутником возникает сила, противоположно направленная движению земной тверди. Следствием этого становится замедление вращения Земли вокруг оси. Как известно, именно продолжительность одного оборота и является эталоном длительности суток. С замедлением вращения планеты увеличивается продолжительность дня. Она растет достаточно медленно, но каждые несколько лет Международная служба вращения Земли вынуждена несколько изменять эталон, с которым сверяются все часы.«Защитник» Земли
Ученые установили, что спутник играет значительную роль в сохранении жизни на планете, защищая ее от космической «бомбардировки».
Действительно, Луна принимает на себя удар тысяч астероидов и метеоритов. Обнаружено множество кратеров на ее поверхности, которые указывают на столкновение с космическими телами размерами более 350 километров. А что было бы, упади такой «камушек» на Землю?
Для сравнения приведу пример. Космическое тело, повлекшее гибель динозавров, оценивается учеными всего в 5-8 километров, а это эквивалентно двум ядерным бомбам, сброшенным на Японию. Ученые подсчитали, что в случае столкновения нашей планеты с космическим телом в 10 раз меньше вышеуказанного, погибнет около 2 миллиардов человек. Таким образом, спутник можно назвать «гравитационным щитом» планеты.
Влияние Луны на человека
Луна также влияет и на сон человека, например в полнолуние люди плохо спят, энергия накапливается, появляются стрессы, уязвимость. Почему-то женщины хуже переносят полнолуние, нежели мужчины.
Также в полную фазу Луны люди склонны совершать необдуманные поступки, из-за избытка энергии и частых стрессов случаются аварии, преступления. В этот период не рекомендуется решать конфликты, приступать к серьезному воспитанию детишек. Что касается болезней, то в полнолуние они обостряются, человек становится более склонен испытывать боли. Кровь становится немного жидкой, плохо сворачивается, операции лучше отложить.
Именно в полную Луну люди становятся чрезмерно усталыми, превращаются в пессимистов, теряют интерес к жизни.
Когда наступает новолуние, люди ослаблены, истощены морально. Мужчины могут быть агрессивными, нервничать без причины. Когда Луна начнет возрастать, то и энергетика будет возрастать и прибавляться. Уменьшите нервные напряжения, берегите себя, не злитесь, потому что в новолуние чаще всего бывают инфаркты, инсульты. С другой стороны, это лучший период для того, чтобы оставить вредные привычки.
Растущая Луна, пожалуй, самый благоприятный период для различных начинаний. Человек в это время полон сил, энергии, способен выдержать высокие нагрузки, обычно самочувствие в этот период стабильное и прекрасное. Улучшается обмен веществ, наблюдается особая гибкость и жизнеспособность. Астрологи рекомендуют в это время заняться собой, пройти курс косметических процедур, пропить витамины и так далее.
Астрологи объяснили также, как лунная фаза влияет на волосы. Например, если вы решили постричь волосы, то делайте это во время растущей Луны, потому что она очень влияет на рост волос. В результате шевелюра будет красивой, волосы быстро отрастут, укрепятся и получат здоровый блеск. Чтобы волосы отрастали медленнее, и не приходилось часто бегать в парикмахерскую, обновляйте прическу во время убывания Луны. Представители утверждают, что этому явлению есть логичное объяснение. Луна влияет на жидкость, а человеческий организм состоит из воды. Растущая фаза Луны способствует быстрому притоку крови к волосяным луковицам. Поэтому волосы растут быстрее.
Есть специальные гороскопы, которые детально толкуют, как влияет Луна на Раков, на знак зодиака Рыбы, Тельца, Овна и так далее. Очень много зависит от того, в каком знаке зодиака находится Луна.
Не удивляйтесь тому, что опытные рыбаки свято верят, что от небесного светила зависит успех рыбной ловли. Это не выдумка, не миф, а факт, который уже несчетное количество раз был подтвержден на практике.
От того, в какой фазе находится Луна, напрямую зависит самочувствие рыб, а соответственно Луна влияет и на рыбалку. Не стоит этот факт причислять к народным поверьям, ведь научные деятели постоянно исследовали, доказывали это явление. Жизненные процессы у рыб то активизируются, то стихают. Удачную рыбалку, а также отличный клев можно спрогнозировать именно по Луне. Но, не следует забывать о том, что погодные условия также имеют огромнейшее влияние на обитателей подводного мира.
Полнолуние - это лучшее время для рыбалки, клев будет просто отличным. Луна находится очень близко от Земли, магнитные поля соприкасаются и связаны одно с другим. Когда Луна сияет в полной фазе, рыбы становятся очень активными, они крайне возбудимы, быстро перемещаются. Луна имеет влияние именно на гравитацию Земли, на воду, на приливы и отливы, на море.
Было научно доказано, что уровень моря зависит именно от расположения Луны и Солнца. Гравитационное поле светила и нашей планеты притягивает воду из огромных водоемов, она поднимается, получается прилив, а затем отлив. Просто в водоемах типа озер, рек, этот процесс незаметен, так как воды слишком мало. Но напряжение воды также зависит от этого небесного светила, поэтому получается, что рыба клюет эффективнее.
Рыбы нуждаются в источнике света, лунный свет отлично им подходит. Это еще одна из причин, почему в полнолуние подводный мир активно оживляется. А вот во время новолуния необходимый свет практически не прорезается сквозь толщу воды и в мире рыб наступает период так называемого сонливого отдыха. Это вполне логичное объяснение. Так что, раз уж вы запланировали охоту на крупную рыбу, что-то вроде щуки, судака, убедитесь заранее, что время для рыбалки благоприятное.
Солнце и Луна - два небесных светила, которые имеют непосредственное отношение к жизни на нашей планете. Светила очень сильно влияют на людей, но сами по себе имеют очень мало общего. Взять хотя бы размеры: солнце в 400 раз больше чем Луна.
Но оба тела находятся на таком расстоянии, что нам кажется, будто бы они одинаковые в размере. Именно поэтому существуют и солнечные затмения. Часто Солнце и Луна взаимодействуют между собой (а именно их гравитационные поля), в результате чего спутник Земли каждый год на несколько сантиметров отодвигается от нашей планеты.
А еще, благодаря этим космическим телам, мы можем наблюдать смену дня и ночи. Сейчас уже, наверно, никто не сомневается, что Солнце, Луна имеют огромное влияние на мир живых организмов, включая растения, животных, людей. Да что тут говорить, если эти светила влияют даже на рост грибов. Ни для кого не секрет, что грибы лучше всего растут после дождя, другими словами после осадков. А вот на погоду как раз влияет не только Солнце, но и Луна. После новолуния на практике уже не раз наблюдалось большее количество осадков. Получается, что в период активного роста Луны лучше всего растут грибы и прочие плодовые тела.
Как видите, Луна действительно имеет огромное влияние на нашу планету. Она постоянно проходит нескончаемый цикл определенных фаз, которые астрологи уже давно изучили и определили. Так что, если вы склонны верить гороскопам, не игнорируйте и лунный календарь. Старайтесь все делать правильно, вовремя и тогда ваше самочувствие всегда будет стабильно хорошим.
Что произойдет в будущем?
Земля и Луна воздействуют друг на друга уже около 4,5 миллиарда лет, то есть со дня своего появления (по версии ряда ученых, спутник и планета сформировались одновременно). Весь этот период, как и сейчас, ночное светило удалялось от Земли, а наша планета замедляла свое вращение. Однако полной остановки, как и окончательного исчезновения не предвидится. Замедление планеты будет продолжаться до тех пор, пока ее вращение не синхронизируется с движением Луны. В этом случае наша планета повернется к спутнику одной стороной и так и «застынет». Приливные волны, которые вызывает на Луне Земля, уже давно привели к подобному эффекту: ночное светило всегда смотрит на планету «одним глазом». К слову, на Луне нет океанов, но есть приливные волны: они образуются в коре. Такие же процессы протекают и на нашей планете. Волны в коре малозаметны по сравнению с движением в океане, и эффект от них незначительный.
Когда наша планета синхронизирует свое движение со спутником, влияние Луны на Землю будет несколько иным. Приливные волны по-прежнему будут зарождаться, однако они перестанут обгонять ночное светило. Волна будет располагаться точно под «зависшей» Луной и неотступно следовать за ней. Тогда же прекратится увеличение расстояния между двумя космическими объектами.
Современная российская наука больше склоняется к другой теории, что Луна – это частички пылевого облака, которые молодая Земля не притянула к себе.
Поскольку состав спутника очень похож на земной, эту теорию пока не смогли опровергнуть. А вот по мнению сына Дарвина Джорджа, Луна – это оторвавшийся кусок Земли из-за ее быстрого вращения в былые времена. Он оторвался в районе экватора, где сейчас находится бассейн Тихого океана. Но дело в том, что, когда появилась Луна, бассейн еще не сформировался, да и вращение Земли было медленнее, чем нужно для отслоения материи. Потому эта гипотеза была опровергнута. Существует еще две теории о появлении Луны. Первая предполагает, что она была отдельной планетой, но со временем Земля притянула ее к себе. Но это не объясняет схожесть состава Луны с мантией Земли. А вот вторая теория это объясняет, но тоже маловероятна. Она появилась в 1970 годы в Америке. Ученые предположили, что Земля испарялась из-за сильного нагрева, и из веществ, выброшенных в космос, и сформировалась Луна. Но нет никаких доказательств, что наша планета когда-либо нагревалась до таких высоких температур.
Луна оказывает колоссальное влияние на наши океаны. Вращаясь вокруг Земли, Луна своей гравитацией притягивает к себе водные массы. В месте, обращенным к спутнику, создаются выпуклости, уровень океана в которых значительно выше, чем в других частях нашей планеты. Таким образом, проходя по планете, Луна создает приливы и отливы.
Стоит убрать Луну, как вся «притянутая» вода хлынет на сушу мощнейшим потоком, сметая все на свое пути. Самые страшные цунами покажутся щекочущими пятки волнами, по сравнению с этой катастрофой. Но и это далеко не все.
Помимо этого большого камня, нашими океанами управляют гравитационные силы Солнца. Так что, если Луна все же решит покинуть нас, то долго мы без присмотра не останемся – вся власть перейдет Солнцу, которое будет мощным, но не самым дружелюбным правителем.
Наклон Земли без гравитационных сил Луны станет нестабильным. Температура будет колебаться так сильно, что этот аттракцион сделает непригодным для жизни многие участки планеты.
«Приливное трение», которое ослабляет скорость вращения Земли и является причиной того, что наши дни становятся более длинными в течение долгого времени – исчезнет. Земля фактически начнет вращаться немного быстрее без Луны, из-за чего дни станут короче, что тоже не самая приятная для нас новость.
Но и это еще не все. Из-за отсутствия лунной гравитации ядро Земли может испытать некий дискомфорт, который для нас выльется в такую неприятную штуку, как повсеместные извержения вулканов и землетрясения, что вряд ли хорошо повлияет на жизнь на планете.
Еще наши предки знали, что состригать волосы следует на растущую Луну, тогда они будут хорошо расти, станут здоровыми и крепкими. Лунный месяц состоит из двух частей – растущей и убывающей. Для того чтобы понять какая именно лунная фаза в данный момент, нужно всего лишь определить, какую букву напоминает месяц. Если он похож на «С», то Луна убывающая, а если на «Э», но без язычка посредине – растущая. Также можно воспользоваться лунным календарем стрижек.
Стрижка сделанная в фазе роста Луны поможет сделать волосы более послушными, кроме того они будут гораздо быстрее отрастать. Соответственно, если постричься во время убывающей фазы, эффект будет противоположным. Такое воздействие спутника Земли – не только домыслы и наблюдения наших предков, этому есть и научное объяснение. Так как Луна имеет способность оказывать влияние на жидкость в организме человека, в фазе ее роста происходит приток крови к волосяным луковицам, благодаря чему рост волос ускоряется.
Лунные фазы – это далеко не единственное, что влияет на состояние волос после стрижки. Немаловажным фактором является и положение спутника Земли в определенном знаке Зодиака. Наиболее благоприятными днями для обновления прически будут те, в которые Луна находится в Тельце, Деве, Козероге или Льве. Волосы, остриженные в этот период, будут хорошо расти и меньше подвергаться сечению. Если вы хотите придать новой прическе легкости и воздушности, но чтобы это не отразилось на состоянии волос и их качестве, отправляйтесь к мастеру во время нахождения Луны в Близнецах или Весах.
Чтобы волосы росли медленнее, но хорошо укрепились, следует их остричь во время нахождения Луны в Раке или Рыбах. А вот Луна в Стрельце или Скорпионе оказывает нейтральное воздействие на состояние волос. Ни в коем случае не делайте никаких манипуляций, когда Луна находится в Овне или Водолее. Это может повлечь сильное выпадение волос, а порой даже облысение.
Если ваши волосы заметно ослабились и ни дорогостоящие уходовые средства, ни правильное питание не помогают, воспользуйтесь советами наших бабушек и обратитесь к парикмахеру в период фазы роста Луны. А правильно определить день для стрижки поможет лунный календарь. Кто знает, возможно, это именно то, что нужно вашим волосам для обретения силы и крепости.
Существует тесная связь. Она носит такой характер, как будто спутник представляет собой не самостоятельное небесное тело, а является одним из материков голубой планеты. К примеру, в одном из кратеров вечного космического собрата наблюдается свечение газов, а через сутки происходит мощное землетрясение в Японии. Так что можно утверждать, что существует определённое влияние Луны на Землю.
Многолетние наблюдения показывают, что за необычными явлениями на лунной поверхности следуют земные катаклизмы. Это происходит всегда, поэтому нельзя считать подобное совпадениями или случайностями. Лунные явления активизируются, а наша планета тут же отзывается извержением вулканов и колебанием грунта.
В чём же причина подобных феноменов? Тут нужно сказать, что до начала катаклизма в земной коре активизируются скрытые процессы. Их, кстати, прекрасно чувствуют многие животные. Это относится к рыбкам в аквариумах, кошкам, собакам. Наши меньшие братья начинают беспричинно метаться и волноваться. Вполне можно допустить, что космический спутник также воспринимает возмущения земной коры ещё до начала подземных толчков. А выражается это в виде различных явлений на безжизненной поверхности.
Это одна точка зрения, но есть и друга. Различные светящиеся явления на Лунной поверхности возникают в результате каких-то скрытых процессов, которые идут в недрах спутника. Они и провоцируют землетрясения земной коры. Как это не парадоксально звучит, но многие специалисты считают, что именно Луна является виновницей мощных подземных толчков на Земле.
К слову сказать, российские учёные изучили исторические записи самых разнообразных природных катаклизмов за последние 900 лет. Было обнаружено, что самые мощные геологические катастрофы случались в полнолуние.
Но влияние Луны на Землю не ограничивается только геологическими процессами. Наш вечный космический собрат оказывает определённое воздействие и на живых существ. Английские учёные, изучая кровеносную систему чёрного таракана, обнаружили в ней вещество, ускоряющее работу сердца. В течение нескольких недель измерялась его концентрация. И было установлено, что она находится в прямой зависимости от лунных фаз.
Исследования с красивых изящных насекомых были перенесены на грызунов, а затем и на человека. Анализы крови в этих случаях показали ту же самую зависимость. Причём обнаружилось, что содержание вещества достигало максимума через два дня после новолуния и полнолуния, а затем начинало падать.
Был установлен химический состав веществ, ускоряющих работу сердца. Это ацетилхолин и серотонин. Их содержание не постоянно и колеблется в соответствии с суточным циклом. А после новолуния и полнолуния в крови появляется норадреналин. Все эти химические соединения, как известно, участвуют в передаче нервных импульсов. То есть они непосредственно связаны с мозгом, психикой и нервной системой.
Таким образом, можно предположить, что влияние Луны на Землю осуществляется и через названные химические вещества. В этом случае воздействию подвергается весь живой мир голубой планеты, так как спутник оказывает прямое влияние на механизмы управления клетками. Следовательно, космос принимает живое участие во всех процессах, которые нескончаемой чередой идут в подлунном мире, недаром же он так называется.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М.Ф. Решетнева»
Научно-образовательный центр
«Институт космических исследований и высоких технологий»
Кафедра технической физики
Отчет по учебной (ознакомительной) практике
Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля
Направление: 011200.62 «Физика»
Выполнила:
Студентка 3 года обучениягруппы БФ12-01
Персман Кристина Викторовна
Руководитель:
к.ф.-м.н., доцент
Паршин Анатолий Сергеевич
Красноярск 2014
ВВЕДЕНИЕ
1Происхождение Луны
2Движение Луны
3Форма Луны
4Фазы Луны
5Внутреннее строение Луны
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1Приливы и отливы
2Землетрясения и Луна
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Луна своим воздействием оказывает очень большое влияние на планету Земля и имеет очень большую роль в ее, а главное, нашем существовании, не меньшем чем Солнце. Чтобы понять ее роль в нашей жизни, откинемся на 4,5 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была ещё молода, а у Земли ещё не было Луны. Наша планета летала вокруг Солнца в одиночестве, бомбардируемая кометами, астероидами, словно в гигантском космическом бильярде. В наши дни уже не найти шрамов от столь древних ударов. Некоторые из триллионов, летавших в космосе обломков, соединились в протопланету Тейю. Орбита, которой выводила её к столкновению с Землёй. Удар по молодой Земле был скользящий. Ядра планет слились воедино, а огромные массы расплавленной породы была выброшена на околоземную орбиту. Так как это вещество было жидким, то оно легко собралось в сферический объект, ставший Луной.
Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает на нее сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.
Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца.
Луна - единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Изучая его, человек научился использовать его свойства для своих нужд, не причиняя при этом вреда окружающей среде.
1 Происхождение Луны
Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Проблема в том, что у нас слишком много предположений и слишком мало фактов. Все это происходило настолько давно, что ни одну из гипотез невозможно проверить.
Теорий в разное время было предложено немало. Наиболее вероятными считались три взаимоисключающих гипотезы. Одна - гипотеза захвата, согласно которой Луна сформировалась независимо от Земли и была позднее захвачена ее гравитационным полем. Другая - гипотеза совместного образования, согласно которой Земля и Луна сформировались из единого газопылевого облака. И третья - гипотеза центробежного отделения, согласно которой Луна оторвалась от Земли под действием центробежных сил.
Однако анализ доставленных американскими астронавтами образцов лунного грунта поставил все эти гипотезы под сомнение. Ученым пришлось выдвинуть новую - гипотезу столкновения, согласно которой Луна сформировалась в результате столкновения протопланеты Земля с другим крупным космическим телом - протопланетой Тейя.
Гипотеза гигантского столкновения
Рисунок 1 - столкновение Земли с Тейей
Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманом
Гипотеза столкновения в настоящее время считается основной, поскольку она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Земля-Луна. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли, в одной из точек Лагранжа
Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
Если бы Луна так или иначе оказалась на орбите Земли в столь далёкое время и после этого не претерпевала существенных потрясений, то на её поверхности по расчётам якобы успел бы скопиться многометровый слой оседающей из космоса пыли
2 Движение Луны
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть против часовой стрелки, сели смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется между 356 400 и 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический (звездный) месяц равен 27,32166 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению. Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики.
Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются многие возмущения, обусловленные притяжением Солнца, планет и сплюснутостью Земли. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств, были открыты из наблюдений задолго до теоретического вывода их из закона всемирного тяготения. Притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей. Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, каким оно видно с Земли, гравитационная теория, которую разрабатывали многие крупнейшие ученые, начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. В 20 веке пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун вычислил (1919) математические, ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс Луны. Аргументом служит время.
Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о843, подверженным небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18 лет), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц, - более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27.21222 суток, с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений. Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28", с периодом, точно равным сидерическому месяцу, вследствие чего она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.
Такое совпадение периодов осевого вращения и орбитального обращения не случайно, а вызвано трением приливов, которое Земля производила в твердой или некогда жидкой оболочке Луны. Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, достигающие 7° 54" по долготе, а наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты обусловливает отклонения до 6°50" по широте, вследствие чего в разное время с Земли можно видеть до 59 % всей поверхности Луны (хотя области близ краев лунного диска видны лишь в сильном перспективном ракурсе); такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда пересекаются по одной прямой (закон Кассини).
1.3 Форма Луны
Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8 * 107 км2, а объем 2,2 * 1025см3. Более детальное определение фигуры Луны затруднено тем, что на Луне, из за отсутствия океанов, нет явно выраженной уровненной поверхности по отношению к которой можно было бы определить высоты и глубины; кроме того, поскольку Луна повернута к Земле одной стороной, измерять с Земли радиусы точек поверхности видимого полушария Луны (кроме точек на самом краю лунною диска) представляется возможным лишь на основании слабого стереоскопического эффекта, обусловленного либрацией.
Изучение либрации позволило оценить разность главных полуосей эллипсоида Луны. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, примерно на 700 м и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направлению на Землю, на 400 м. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного вытянута в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, что соответствует 7.35 *1025г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г. см3(0.61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 см. сек2и уменьшается на 0.187 см. сек2при подъеме на 1 километр. Первая космическая скорость 1680 м. сек, вторая 2375 м. сек. Вследствие малого притяжения Луна не смогла удержать вокруг себя газовой оболочки, а также воду в свободном состоянии.
1.4 Фазы Луны
Смена фазы Луны обусловлена переменами в условиях освещения Солнцем тёмного шара Луны при её движении по орбите. С изменением взаимного расположения Земли, Луны и Солнца терминатор (граница между освещённой и неосвещённой частями диска Луны) перемещается, что и вызывает изменение очертаний видимой части Луны.
Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны - видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
Луна проходит следующие фазы освещения:
.новолуние - состояние, когда Луна не видна.
.молодая луна - первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
.первая четверть - состояние, когда освещена половина Луны.
.прибывающая луна
.полнолуние - состояние, когда освещена вся Луна целиком.
Убывающая луна
.последняя четверть - состояние, когда снова освещена половина луны.
Старая луна
1.5 Внутреннее строение Луны
Рисунок 2 - внутреннее строение луны
Луна, как и Земля, состоит из ярко выраженных слоев: кора, мантия и ядро. Такая структура, как полагают, сформировалась сразу после формирования Луны - 4.5 миллиарда лет назад. Толщина лунной коры составляет, как полагают, 50 км. В толщине лунной мантии случаются луннотрясения, но в отличии от землетрясений, которые вызываются движением тектонических плит, лунотрясения вызваны приливными силами Земли. Ядро Луны, также как и земное ядро, состоит из железа, но его размер значительно меньше и составляет 350 км в радиусе. Средняя плотность Луны 3.3 г/см3.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
изучить Луну и ее влияние на Землю;
сравнить силы и процессы, которые влияют на Землю под действием Луны и других планет;
провести анализ землетрясений связанных Луной с планетой Земля;
В дальнейшем будет продолжаться работа по теме «Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля» с исследованием действующих явлений Луны. Будет проведен анализ полученных данных, по результатам которые мы получим в процессе вычисления и изучения взаимодействия спутника с планетой.
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Приливы и отливы
Влияние Луны на земной мир существует, но оно не ярко выражено. Его практически нельзя увидеть. Единственное явление, которое зримо демонстрирует воздействие притяжения Луны, - это влияние Луны на приливы и отливы. Наши древние предки связывали их именно с Луной. И были абсолютно правы. Приливы и отливы в некоторых местах настолько сильны, что вода отступает от берега на сотни метров, обнажая дно, где народы, живущие на побережье, собирали дары моря. Но с неумолимой точностью отступившая от берега вода снова накатывает. Если не знать, с какой периодичностью происходят приливы и отливы, можно оказаться вдали от берега и даже погибнуть под наступающей водной массой. Прибрежные народы превосходно знали расписание прихода и ухода вод. Происходит это явление два раза в сутки. Причем приливы и отливы существуют не только в морях и океанах. Все водные источники испытывают влияние Луны. Но вдали от морей это почти незаметно: то вода немного поднимается, то немного опускается. Жидкость - это единственная природная стихия, которая движется за Луной, совершая колебания. Камень или дом не могут притянуться к Луне, потому что имеют твердую структуру. Податливая и пластичная вода наглядно демонстрирует воздействие лунной массы.
Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней. Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» - высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны. «Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.
Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране - на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей. Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках. Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое - слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли. Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше - тем, естественно, слабее. На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние. Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три планеты - Луна, Земля и Солнце - выстраиваются по прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения - и Луна, и Солнце. Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается. Наиболее сильным будет совместное влияние Луны и Солнца, когда обе планеты оказываются по одну сторону от Земли, то есть когда Луна стоит между Землей и Солнцем. И сильнее вода будет подниматься со стороны Земли, обращенной к Луне.
Применительно к планете Земля причиной приливов является нахождение планеты в гравитационном поле, создаваемом Солнцем и Луной. Поскольку создаваемые ими эффекты независимы, то воздействие этих небесных тел на Землю можно рассматривать по отдельности. В таком случае для каждой пары тел можно считать, что каждое из них обращается вокруг общего центра гравитации. Для пары Земля - Солнце этот центр находится в глубине Солнца на расстоянии 451 км от его центра. Для пары Земля-Луна он находится в глубине Земли на расстоянии 2/3 её радиуса.
Каждое из этих тел испытывает действие приливных сил, источником которых являются сила гравитации и внутренние силы, обеспечивающие целостность небесного тела, в роли которых выступает сила собственного притяжения, далее называемая самогравитацией. Наиболее наглядно возникновение приливных сил прослеживается на примере системы Земля - Солнце.
Приливная сила представляет собой результат конкурирующего взаимодействия силы тяготения, направленной к центру гравитации и убывающей обратно пропорционально квадрату расстояния от него, и фиктивной центробежной силы инерции, обусловленной обращением небесного тела вокруг этого центра. Эти силы, будучи противоположными по направлению, совпадают по величине только в центре масс каждого из небесных тел. Благодаря действию внутренних сил Земля обращается вокруг центра Солнца как целое с постоянной угловой скоростью для каждого элемента составляющей её массы. Поэтому по мере удаления этого элемента массы от центра гравитации действующая на него центробежная сила растёт пропорционально квадрату расстояния. Более детальное распределение приливных сил в их проекции на плоскость, перпендикулярную плоскости эклиптики, приведены на (рис.3).
Рисунок 3 - схема распределения приливных сил в проекции на плоскость, перпендикулярную Эклиптике. Тяготеющее тело либо справа, либо слева.
Достигаемое в результате действия приливных сил воспроизводство изменений формы подвергаемого их действию тел может, в соответствие с ньютонианской парадигмой, быть достигнуто лишь в том случае, если эти силы полностью скомпенсированы иными силами, в число которых может входить и сила Всемирного тяготения.
Рисунок 4 - деформация водной оболочки Земли как следствие баланса приливной силы, силы самогравитации и силы реакции воды на усилие сжатия
В результате сложения этих сил и возникают симметрично по обе стороны земного шара приливные силы, направленные в разные стороны от него. Приливная сила, направленная к Солнцу, имеет гравитационную природу, а направленная от Солнца есть следствие фиктивной силы инерции.
Эти силы крайне слабы и не идут ни в какое сравнение с силами самогравитации (создаваемое ими ускорение в 10 миллионов раз меньше ускорения свободного падения). Однако они вызывают сдвиг частиц воды Мирового океана (сопротивление сдвигу в воде при малых скоростях движения практически равно нулю, в то время как сжатию - чрезвычайно велико), до тех пор, пока касательная к поверхности воды не станет перпендикулярной результирующей силе.
В итоге на поверхности мирового океана возникает волна, занимающая постоянное положение в системах взаимно тяготеющих тел, но бегущая по поверхности океана совместно с суточным движением его дна и берегов. Таким образом (в пренебрежении океаническими течениями) каждая частица воды дважды совершает в течение суток колебательное движение вверх-вниз.
Горизонтальное движение воды наблюдается лишь у берегов как следствие подъёма её уровня. Скорость движения тем больше, чем более полого расположено морское дно.
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
2 Землетрясения и Луна
луна фаза прилив
Луна может вызывать на Земле не только приливы, но и является причиной землетрясений. Приближение спутника Земли каждый день поднимает поверхность нашей планеты на 30 см. Большие землетрясения не столь зависимы от влияния Луны, поскольку они происходят на сдвигах пород на большой глубине под огромным напряжением. В любом случае лунный эффект гораздо слабее, чем это представляется. Тектонические плиты копят напряжение веками. Если бы землетрясения напрямую зависели от лунных приливов, то они происходили бы каждый день, когда притяжение спутника достигало бы максимума.
Объясняется землетрясение наличием гравитационных связей Земли и Луны, приливов их твердой коры, взаимного вращения тел. Если учесть, что колебания твердой коры происходят упруго, в определенные моменты времени из-за наличия дефектов в твердой коре, в разломах, возникают пики «дребезга», - аналогичные «дребезгу» металлического прута. Если мы имеем металлический прут без дефектов и возбудим в нем механические колебания, - в каждой его точке мы будем наблюдать колебания, которые мы возбудили. Если в этом пруте имеются дефекты, трещины «дребезг» возникающий в трещине наложится на синусоидальные колебания. В тот момент, когда волна, несущая «дребезг» со всех сторон придет к соответствующей трещине, произойдет выделение энергии в месте расположения трещины.
Аналогичная картина развития землетрясения в земной коре. Незатухающие колебания земной коры создаются вращением Земли и гравитационными силами Луны, Солнца и проходят упруго по поверхности Земли. Дребезг возникает в местах «живых трещин», где колебания приливной волны в Земле не передается плавно, упруго, а происходят смещения. Направление гравитационной силы между Землей и Луной определяет направление линии связи волны дребезга от Земли до Луны (до Солнца). Во время существования и развития гравитационной связи две основные силы действуют на породы Земли. Это сила притяжения Земли и сила притяжения Луны. Когда Луна уходит и происходит разрыв связи, остается только притяжение Земли. Вся разность энергий притяжения Земли и Луны, направляется в место расположения будущего эпицентра землетрясения. В момент «разрыва» этой связи при вращении планет, возникает волна, направленная к месту зарождения дребезга. В этой волне, названной "KaY"-волной, характерно, что она возникает из-за возникновения гравитационной резонансной связи "дребезжащих зон" на Луне и Земле. При движении Луны происходит смещение этой линии связи, при балансе гравитационных сил планет. При потере связи с Луной, происходит разрыв линии и появляются обратные "KaY"волны ("Kay" - Kozyrev and Yagodin) на Земле и на Луне, несущие энергию в сторону будущих эпицентров землетрясения. Так как эта волна идет к одной точке с площади, энергия ее возрастает и к моменту прихода к точке она обладает огромной энергией, вызывая в том месте землетрясение. Очень часто можно наблюдать, как «дребезг» возникает на волне и засекается датчиком в виде «группы пиков». Им соответствует не одно землетрясение, а целая группа землетрясений на большом участке в разное время. При этом каждому пику соответствует толчок в этих землетрясениях и частное от деления расстояния от датчика до эпицентров этих землетрясений на время, прошедшее от появления пика на датчике до начала соответствующих землетрясений, является константой.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью данной работы являлось расчет градиента силы Луны с которой он действует на планету Земля (сравним с Солнечным) :
Сила гравитационного притяжения пропорциональна массе M притягивающего тела и обратно пропорциональная квадрату расстояния R до него. Соответственно, на поверхности Земли сила притяжения к самой Земле (MЗемли = 6·1027 г. RЗемли = 6378 км) составляет 1 g, к Солнцу (MСолнца = 2· 1033 г. RСолнца = 150 · 106 км) - 0,00058g, а к Луне (MЛуны = 7· 1025 г. Луны = 384 · 103 км) - всего 0,0000031g, т. е. в 190 раз слабее, чем к Солнцу. Очевидно также, что в однородном силовом поле никаких приливов не будет.
Однако, поле тяготения не является однородным, а имеет центр в притягивающей массе M. Соответственно, для любого тела с конечными размерами будет существовать разница сил тяготения на противоположных краях, которая и называется приливной силой. Приливная сила будет пропорциональна первой производной от силы тяготения. Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния, а производная от 1/r2 равна -2/r3, то есть обратно пропорциональна кубу расстояний.
Поэтому Луна, которая находится к Земле существенно ближе, несмотря на свою малую массу, создаёт приливную силу почти в 2 раза большую, чем Солнце.
А так же нужно объяснить, почему землетрясений нет на полюсах.
Землетрясения возникают на стыке литосферных плит. Границы плит соответствуют океаническим шельфам на географических картах. На северном полюсе нет тектонических плит, на южном - есть одна, но она никуда не движется. Мы выяснили, что Луна не создает землетрясения сама, на прямую, следовательно, землетрясения на полюсах отсутствуют. Разумеется, приливные силы не действуют на полюсах.
Рисунок 5 - расположение литосферных плит
Земля и Луна обращаются вокруг общего центра тяжести (барицентра) системы Земля - Луна с сидерическим (относительно звезд) периодом 27,3 суток (сут). Земля описывает орбиту, которая является зеркальным отображением орбиты Луны, но размеры ее в 81 раз меньше лунной орбиты. Барицентр всегда располагается внутри Земли, на расстоянии примерно 4670 км от её центра. Тело Земли обращается без вращения (поступательно) вокруг «неподвижного» (в системе Земля-Луна) барицентра. В результате такого месячного обращения Земли на все земные частицы действует точно такая центробежная сила, как в центре масс Земли. Сумма векторов центробежной силы и силы притяжения Луны называется приливной силой Луны. Аналогично определяется приливная сила Солнца. Величина приливной силы есть функция склонения и геоцентрического расстояния Луны (или Солнца). Амплитуда месячных колебаний склонения Луны изменяется с периодом 18,61 г. от 29° до 18°, из-за прецессии оси (регрессии узлов) лунной орбиты. Перигей лунной орбиты движется с периодом 8,85 г. Склонение и геоцентрическое расстояние Солнца изменяются с периодом 1 год. Земля вращается вокруг собственной оси с суточным периодом. В итоге амплитуда колебаний лунно-солнечных приливных сил изменяется во времени с периодами: 18,61 г., 8,85 г., 6,0 г., 1 г., 0,5 г., месячным, полумесячным, недельным, суточным, полусуточным и многими другими менее значимыми периодами.
Статистика наиболее опасных землетрясений и цунами с 1960 - 2011 г.
Великое Чилийское Землетрясение - вероятно, самое сильное землетрясение в истории наблюдения, магнитуда - от 9,3 до 9,5, произошло 22 мая 1960 года в 19:11 UTC.
Расположение эпицентра - 39°30? ю. ш. 74°30? з. д.
Луна: фаза 6% перед новолунием, расстояние 396679 км; астрономическое новолуние 25 мая 1960 года 12:27, расстояние от центра Земли до центра Луны 403567 км, но перед этим полнолуние 11 мая 1960 года 05:41 UTC, 362311 км, суперлуние.
Сила землетрясения (по моменту) -9.2.
Сила землетрясения (по поверхностным волнам) - 8.4
Широта61° 2" 24" с.ш. Долгота147° 43" 48" з.д.
Луна: фаза 0% - полнолуние, расстояние 393010 км.
Ташкентское землетрясение 26 апреля 1966 года в 5 часов 23 минуты. - катастрофическое землетрясение (магнитуда 5,2).
Широта. 41° 12" 0" с.ш. Долгота. 69° 6" 0" в.д.
Луна: фаза 27%, расстояние 371345 км;
Землетрясение в Таншане 28 июля 1976 года в 3:42 по местному времени (27 июля 1976 19:48 UTC) - катастрофическое землетрясение, магнитудой 8,2.
Широта 39° 39" 50" с.ш. Долгота 118° 24" 4" в.д.
Луна: фаза 1% - новолуние, расстояние 376365 км.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года в 10 часов 41 минуту MCK (7:41 UTC) катастрофическое землетрясение магнитудой 7,2 балла.
Широта. 40° 59" 13" с.ш. Долгота. 44° 11" 6" в.д.
Луна: фаза 4% до нов (2 дня), расстояние 394161 км;
Землетрясение в Кобе. Землетрясение произошло утром во вторник 17 января 1995 года в 05:46 местного времени (16 января 1995 20:46 UTC). Сила толчков доходила до 7,3 магнитуд по шкале Рихтера.
84° северной широты и 143,08° восточной долготы.
Луна: фаза 100% - полнолуние, расстояние 395878 км, предыдущее новолуние 1 января 1995 10:55 UTC, расстояние до Луны 362357 км. Суперлуние.
Землетрясение в Нефтегорске - землетрясение с трагическими последствиями магнитудой 7,6 балла по шкале Рихтера, произошло ночью 28 мая 1995 в 1:03 (27 мая 1995 13:03 UTC).
Эпицентр - 55° северной широты и 142° восточной долготы.
Луна: фаза 3% до новолуния, растояние 402328 (новолуние - 29 мая 1995 09:28), но перед этим: полнолуние 14 мая 1995 года 20:47 UTC, расстояние 358563 км. Суперлуние.
Измитское землетрясение - катастрофическое землетрясение (магнитуда 7,6), произошедшее 17 августа 1999 года в Турции в 3:01 по местному времени (UTC 00:01:39).
Широта 40° 44" 53" с.ш. Долгота 29° 51" 50" в.д.
Луна: фаза 30% после новолуния (5 дней), расстояние 400765 км;
Сычуаньское землетрясение - разрушительное землетрясение, магнитудой 7,9 балла, произошедшее 12 мая 2008 года в 14:28:01 по местному времени (06:28:01 UTC) в Китае.
Широта 31° 0" 7" с.ш. Долгота 103° 19" 19" в.д.
Луна: фаза 51%, 7 дней после новолуния, расстояние 379372 км: новолуние 5 мая 2008 года 10:55 UTC, расстояние до Луны 358184 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 в 00:58 UTC - второе по мощности в истории наблюдений землетрясение (магнитуда 9,2) и самое смертоносное из всех известных цунами.
°30" северной широты и 95°87" восточной долготы.
Луна: фаза 100%, полнолуние 404408 км, но перед этим новолуние 12 декабря 01:28, 364922 км. Суперлуние.
Цунами 2 апреля 2007, Соломоновы острова (архипелаг). Вызвано землетрясением магнитудой 8 баллов, произошедшим в южной части Тихого океана в 07:39. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи.
Луна: фаза 0%, полнолуние, расстояние 404000 км, предыдущее новолуние 19 марта 2007 в 02:44, 364311 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами Япония, Хонсю, 9,0, произошло 11 марта 2011 года в 14:46 по местному времени (05:46 UTC). Широта 38.30N и долгота 142.50E. Очаг землетрясения был расположен на глубине 32 км.
Луна: фаза 32% после новолуния (5 дней), расстояние 393837. Астрономическое новолуние 4 марта 2011 года 20:47, расстояние 404793 км; но ближайшее полнолуние 19 марта 2011 20:46. Суперлуние.
Выше приведены катастрофические землетрясения и цунами за последние 50 лет. Статистка показывает, что все они случились во время полнолуния или новолуния (за исключением Ташкентского и Измитского, что косвенно указывает на их техногенный характер). Кроме того, почти 80% из них так или иначе связаны с суперлунием. По данному анализу можно сделать вывод, что в периоды суперлуний опасность катастроф от природных стихий, действительно, возрастает.
Рисунок 6 - диаграмма распределения землетрясений в зависимости от фаз Луны и положения ее на орбите
При построении диаграммы мы полностью отвлекались от всех неравенств движения Луны. Были взяты средние значения синодического (29.5 дня) и аномалистического месяцев (27.5 дня). На диаграмме нанесены средние положения сизигий и квадратур, а апогей (А) показан как средний момент между соседними перигеями (Р). Для каждого землетрясения определялось его расстояние во времени до ближайшей, отмеченной на диаграмме, фазы Луны и до момента прохождения Луны через перигей или апогей. Возникающая от сделанных упрощений неопределенность построения едва ли достигает одних суток. На построенной диаграмме каждое землетрясение отмечено точкой. Землетрясения, попадающие на рамку диаграммы, отмечены по соседству с ней, внутри диаграммы, и повторены у каждой из противоположных сторон рамки.
Построенная диаграмма совершенно отчетливо показывает, что вблизи перигея землетрясения чаще всего происходят в сизигиях, т.е. при полнолунии и новолунии, и их в то время почти не бывает около квадратур. Второй хорошо выраженной особенностью диаграммы является группировка землетрясений вдоль направлений, идущих под углом 45 гр. от сизигиев в перигее. Эти направления представляют собой последовательность дней тех лунаций, у которых новолуние или полнолуние совпадало с перигеем. Следовательно, благоприятными для землетрясений являются не только дни максимальных приливов земной коры, но и дни, непосредственно следующие за ними. Таким образом, максимальные приливы в такой степени нарушают состояние наружных слоев Земли, что в течение времени порядка месяца сохраняются условия, благоприятствующие землетрясениям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данной работы был изучен естественный спутник планеты Земля - Луна.
Были изучены влияния Луны, которые она оказывает на Землю.
По данным наблюдением можно сделать вывод, что Луна действительно оказывает свое воздействие на планету Земля как благоприятное, так и нет. Если рассматривать влияние фаз Луны на человека, есть предположение, что она так же может улучшать, либо ухудшать его самочувствие и тем самым оказывать влияние на его деятельность. Изучение спутника и его воздействия не является еще до конца изученным. Однако, человек уже научился использовать такое ее свойство, как гравитационную силу. Приливная электростанция - это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Следовательно, изучение данной темы имеет огромнейшую роль. Именно поэтому я считаю выбранную тему достаточно актуальной.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Фриш С. А., Тиморева А. В. // Курс общей физики, Учебник для физико-математических и физико-технических факультетов государственных университетов 1957. Т. 1, вып. 2. С. 312
Белонучкин В. // Приливные силы Квант. 1989. Т. 12, вып. 3. С. 435.
Марков А. Дорога к Луне // В журн. «Авиация и космонавтика». ? 2002. ? № 3. - С. 34.
Общий курс астрономии / Кононович Э.В., Мороз В.И.
Е изд., испр. - М.: Едиториал УРСС, 2004. - 544 с.
Рандзини Д.М. // Космос, 2002. - С. 320.
Звезды и планеты. / Я.М. Ридпат / Атлас звездного неба,
В.Д. Кротиков, В.С. Троицкий. Радиоизлучение и природа Луны // Успехи физич. наук, 1963. T.81. Вып.4. с.589-639
А.В. Хабаков. Об основных вопросах истории развития поверхности Луны. М, 1949, 195 с.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
сайт - С незапамятных времен это астрономическое тело было объектом мистерий и исследований древних астрологов. Сегодня ученые пытаются проанализировать пришедшие из глубин веков представления и дать ответы на многие вопросы, которые остаются пока без ответов и фигурируют на уровне мифов.
В научном мире по этому вопросу нет единого мнения. Взгляды ученых разделились. Каждая сторона представляет факты, доказывающие их точку зрения. И несмотря на то, что большая часть воздействия Луны пока не доказана, все же отдельные моменты признаются двумя лагерями ученых, как например, приливы и отливы.
Луна своим гравитационным полем воздействует на земную биосферу и вызывает, в частности, изменения магнитного поля Земли. Ритм Луны влияет на приливы и отливы, давление воздуха, вызывает изменения температуры, действий ветра, магнитного поля земли, а также уровня воды. Причем приливное воздействие оказывается не только на водные территории, но и на земную кору, однако из-за плотности последней она останется незамеченной.
Кстати, приливное воздействие на планету, оказывает не только Луна, но и Солнце, хотя влияние Солнца является более слабым, в силу его расстояния от Земли. Высота солнечных приливов вдвое меньше, чем лунных. Лунно-солнечные приливы - важное явлении в жизни Земли. Под их влиянием Земля постепенно замедляет свое вращение; продолжительность суток увеличивается. Еще сильнее действует земная приливная сила на Луну: она уже давно замедлила свое суточное вращение настолько, что постоянно обращена к нам одной стороной. К примеру, 400 миллионов лет назад сутки на Земле длились на два часа меньше.
Существует интересная гипотеза о стабилизирующей роли спутника на Землю. Так, по отношению к размерам Земли Луна является достаточно большим спутником. Ее диаметр равен 3474 км, тогда как диаметр Земли - 12.742 км. В отношении Земли планетологи полагают, что именно Луна способствует стабилизации земной орбиты, а также наклона оси вращения, что в свою очередь влияет на формирование времен года.
Что касается воздействия Луны на организм людей, то здесь все гораздо сложнее, так как живой организм это бесконечно пластичная система со многими психологическими «осложнениями». Луна на протяжении веков представлялась человеку таинственной силой, которая была способна управлять многими жизненными процессами. Однако, мнения ученых, исследующих эту «сторону» Луны разнятся. К примеру, повивальные бабки еще в XIX в. были убеждены, что Луна влияет на наступление родов. Как показали итальянские медики, большее число родов приходится на полнолуние. Объяснения этому феномену нет. Но наряду с этим, есть исследование, которое доказывает обратное.
Индийские врачи на протяжении двух лет фиксировали случаи инфарктов в зависимости от фаз Луны. Выяснилось, что случаи сердечных приступов в новолуние на 20 % больше, чем в полнолуние. Исследование немецких врачей не подтверждает бытующее мнение о более быстрой заживляемости ран в период убывания Луны.
Цикл менструаций также никак не связан с лунным календарем. Американские антропологи три года следили за месячным циклом женщин индейского племени, живущего в лесах вдали от таких влияющих на биоритмы факторов цивилизации, как гормональные противозачаточные препараты и электрическое освещение. Никакой связи с Луной не было найдено.
Также Луна не влияет на поведение людей. Статистические данные преступлений не обнаруживает никакой связи между фазами Луны и частотой или степенью жестокости преступлений. Однако психиатры из Ливерпуля утверждают, что Луна влияет на состояние шизофреников.
